المدخل المنظومى والمعلوماتية Systemic Approach & Informatics أستاذ دكتور عبدالبديع محمد سالم أستاذ علوم الحاسب ووكيل كلية الحاسبات والمعلومات للدراسات العليا والبحوث جامعة عين شمس - القاهرة ندوة "المدخل المنظومى والمعلوماتية" مركز تطوير تدريس العلوم – جامعة عين شمس الاثنين 16 سبتمبر 2002 دار الضيافة – جامعة عين شمس – القاهرة – جمهورية مصر العربية

هــــل المعلوماتيــة تحقـــق هــــل المعلوماتيــة تحقـــق أهداف المدخل المنظومى فــى العملية التعليمية؟

الموضوعات ما هية المعلوماتية. المدخل المنظومى وأهدافه. استخدام اسلوب المدخل المنظومى فى تصميم نظم البرمجيات الذكية المدخل المنظومى وعلم النفس المعرفى تكنولوجيا شبكة الانترنت فى المنظومة الجديدة للتعليم العالى المؤتمرات والاتجاهات الحديثة التحديات التي تواجه العملية التعليمية في عصر العولمة القضايا المطروحة للمناقشة علي الساحة العالمية في خلال العشر سنوات القادمة الخلاصة

المعلومات والمعلوماتية Information & Informatics Look for “medical information” on the Web and search engine will give you almost 7 million Web sites that deal with the subject. One of the earliest of those sites to go online is Med Help International (http://medhelp/org.) currently visited by about 5 million consumers each month who use its services at no cost. Med Help is supported through corporate and institutional donations and is always in search of new sponsorship. Cindy Thompson and Phil Garfinkel developed the site after meeting in an online discussion in 1993

Artificial Intelligence models human behavior Problem-Solving Expert Systems Sight Vision Hearing , Speech Dr. Abdel Badeeh Natural Language Understanding Robotics Motor Function Tutoring Systems Games Education

Evolutionary Computing Fuzzy Sets Main Functional Phases of KDD Machine Learning Neural Networks Rough Sets Statistics Database Data Cleaning Data Mining Data Visualization Data warehousing Visualization Tools Data Mining Tool Query Tools Report Action Monitor Main Functional Phases of KDD

Data mining is a multi-disciplinary field Expert Systems Machine Learning Statistics Visualization Database KDD Data mining is a multi-disciplinary field

DM methods used for knowledge discovery from databases HIGH PERF ORMANCE COMPUTING KNOWLEDGE REPRESENRATION DATA BASES KNOWLEDGE DISCOVERY AND DATA MINING STATISTICS MACHINE LEARNING RUKE-BASED SYSTEMS ROUGH SETS VISUALZATION EVOLUTIONARY COMPUTING FUZZY SETS NEURAL NETWORKS DM methods used for knowledge discovery from databases

Sub fields of Machine Learning Computational learning theory Statistical learning methods Inductive logic programming Neural networks Sub fields of Machine Learning Genetic algorithms Reinforcement learning Decision tree learning Instance-based learning Sub fields of Machine Learning

تعريف المدخل المنظومي يعني النظرة الشمولية للموقف وإدراك كل مكوناته وارتباطها وتفاعلها وتشابكها. فلمواجهة التحديات التى تواجه العملية التعليمية يجب التعامل معها بفكر منظومى شامل وليس بفكر أحادى أو ثنائى التوجه، وهو ما يستلزم إعداد أجيال المستقبل بذلك الفكر.

Concept of Systematic thinking Lena Licon Khisty (1997) describes “systemic thinking” as a general philosophy that “suggests thinking globally, but acting locally”. Ø Systemic thinking represents a major paradigm shift in how we view the world. It is a shift away from the view of reductionism or thinking about isolated parts that fit a mechanistic model. Ø The term “systemic thinking” refers to the concept of “system”. In this sense, the word “system” stands for “a set of elements that may be of different nature and which interact towards the accomplishment of certain objectives “ Concept of Systematic thinking

Ø Systemic is applied in various areas as a tool for analyzing and designing systems: · Economic systems, · Health systems, · Educational systems, · Elaborated systems, · Measurements systems, · Reference systems Ø Systemic thinking implies that one builds in his head a representation of the problematic situation s/he is tackling, and this representation is a “system” on which s/he must operate.

أهداف الأخذ بالمدخل المنظومى فى العملية التعليمية: 1 – رفع كفاءة وتطوير العملية التعليمية بصورة منظومية شاملة. 2 – وضع المعلم فى صدارة العملية التعليمية حيث أن دوره فى المنظومة لم يعد منفذاً لها بل قائداً ومخططاً وموجهاً ومرشداً. 3 – تنظيم محتوى المنهج الدراسي، حيث يراعى المدخل المنظومى كلاً من المدى والتتابع والتنسيق، وبذلك يظهر المحتوى فى صورة مترابطة ومتكاملة وذات معنى. 4 – مساعدة الطلاب على التّعلم بشكل ذى معنى، حيث يؤكد المدخل المنظومى على ضرورة أن يدرك الطلاب بوضوح طبيعة ودور المفاهيم والعلاقة بينها. 5 – إعطاء الطلاب الخبرات التعليمية بصورة منظومية، تناغم فيها جوانب الخبرة المختلفة "المعرفية والوجدانية والنفسحكرية" أثناء عملية التّعلم. 6 – تنمية قدرة الطلاب على التفكير المنظومى، بحيث يكون الطالب قادراً على الرؤية المستقبلية الشاملة لأى موضوع دون أن يفقد جزئياته.

7 – تنمية قدرة الطلاب على المهارات العليا للتفكير، وإنما قدرتهم على التحليل والتركيب لتنمية التفكير الابتكارى. 8 – تنمية قدرة الطلاب على التفكير الاستدلالى، بمعنى أن الأفكار المتضمنة الواسعة تقدم أولاً ثم تصاغ صياغة استدلالية ويستخدم فيها التحليل خلال دراسة المخططات المنظومية. 9 – تنمية قدرة الطلاب على التفكير الاستنباطى، بمعنى أن الأفكار المتضمنة الصغيرة تقدم أولاً، ثم تصاغ صياغة استنباطية لبناء المخططات المنظومية أثناء عملية التّعلم. 10- تنمية مهارات ما وراء المعرفة لدى الطلاب، حتى يستطيعوا أن يفكروا فى مواقف الحياة المختلفة، وذلك أثناء تدريبهم على استراتيجيات بناء المخططات المنظومية واستراتيجية التساؤل الذاتى أثناء عملية التّعلم. 11- التعرف على التصورات الخاطئة الموجودة فى البنية المعرفية للمتعلم، وتصويبها أثناء عملية التّعلم.

12- رفع كفاءة العملية التعليمية بوجه عام والتأكيد على ربط فروع المعرفة المختلفة ربطاً منظومياً. 13- تخريج جيل إيجابى محب للعمل والتعليم، قادر على: - التّعلم الذاتى - لتعامل الإيجابى مع النظم البيئية التى يعيش فيها. - التعرف على المشكلات المختلفة التى تواجهه وكيفية حلها. - التجديد والتطوير والابتكار. 14- إنماء القدرة على استخدام المدخل المنظومى عند تناول أى مشكلة لوضع الحلول الإبداعية لها. 15- تسهيل عملية التّعلم وزيادة سرعتها، وزيادة القدرة على الاحتفاظ بالمادة المتعلمة واسترجاعها واستخدامها فى مواقف الحياة المختلفة. 16- إعطاء منظومة عامة للمادة التى سيتم تعلمها.

مميزات المدخل المنظومى فى عملية التعليم والتعلم بصفة عامة: 1 – تحسين نوعية التدريس وجودة التعليم فى أى مجال من مجالات المعرفة. 2 – يساعد المعلم على تحسين أدائه التربوى. ويمكنه من إيصال المعارف بسهوله ويسر، وتنمية الفكر المنظومى وتعديل السلوك. 3 – تعريف الدارس بمختلف الثقافات والحضارات. 4 – تعليم الدارس كيفية البحث عن المعلومة ثم الاستفادة بها فى حياته اليومية. 5 – القدرة على أن يرى الكل دون أن يفقد جزئيات هذا الكل. 6 – قادر على التنبؤ والإبداع لا الحفظ والتلقين.

Knowledge Representation Techniques

Frame Representation of the “ animal kingdom” MAMMAL CARNIVORE BIRD A-KIND-OF ANIMAL A-KIND-OF ANIMAL A-KIND-OF ANIMAL SKIN COVER HAIR ACTIVITY PRODUCES MILK APPEARANCE FORWARD EYES POINTED TEETH APPENDGES CLAWS ACTIVITY EATS MEAT SKIN COVER FEATHER ACTIVITY FLY LAYS EGGS

A Semantic network for animal kingdom A-KIND-OF A-KIND-OF A-KIND-OF MAMMAL BIRD SKIN COVER ACTIVITY SKIN COVER ACTIVITY APPEARANCE ACTIVITY APPENDANCE CARNIVORE HAIR MILK PRODUCTION FEATHERS LAYS EGGS FLYS FORWARD EYES FORWARD TEETH EATS MEAT CLAWS A Semantic network for animal kingdom

A Semantic Network for “ Nucleic Acids “ Deoxyribon Nucleic Acid, DNA Serves as Genetic material Types in Living org. Storage & Transmission of genetic information Function-in Ribon Nucleic Acid, RNA Nucleic Acids Types in Living org. Constructed-as are Long chain of monomers ( Nucleotides ) Macromolecules A Semantic Network for “ Nucleic Acids “

بـــــذور فاكهـة نبــات تفاحـــة حلــــــو أحمــــر تحتوي تأتي من بـــــذور فاكهـة نبــات تفاحـــة مـــذاق لـــون حلــــــو أحمــــر - : للجملة الآتية شبكة دلالات الألفاظ Semantic Nets “ التفاحة هي فاكهة تأتي من نبات وتحتوي علي بذور لونها أحمر ومذاقها حلو “

يعتمـد المدخـل المنظومـى فـى التعليم والتعلم بشكل أساسى على نظريات علم النفس المعرفى (Cognitive Psychology) . وتهدف هذه النظريات إلى : 1 - تفسير السلوك الإنسانى بوجه عام والتعلم بوجه خاص. 2 - فهم الكثير من أساليب النشاط العقلى التى يمارسها الإنسان فى كثير من مواقف حياته. 3 - دراسة العمليات العقلية الداخلية التى تحدث داخل عقل المتعلم نفسه، من كيفية اكتسابه للمعرفة وتنظيمها وتخزينها فى ذاكرته. 4 - كيفية استخدامه لهذه المعرفة فى تحقيق مزيد من التعلم والتفكير. لذا ركزت هذه النظريات على أن يكون المتعلم معالجاً نشطاً للملومات وليس مستقبلاً سلبياً لها. ومن أهم ما تثيره هذه النظريات من تساؤلات، ما يلى: كيف يتعلم الفرد؟

أهمية شبكة "ويب" للتعليم بصفة عامة ومظاهر قوة هذه الشبكة للتعليم عن بصفة خاصة 1 – تحقيق مفهوم "التعليم الواقعى والحقيقى" Realism and Authentic Learning تحقق شبكة ويب إذابة وإلغاء الحوائط المصطنعة بين قاعات الدرس والعالم الحقيقى. بمعنى أنها (أى شبكة ويب) تسهل وتيسر للطالب (وللأستاذ أيضاً) الدخول على قواعد المعلومات والاتصال بالأساتذة فى جميع أنحاء العالم وتبادل الآراء والمناقشات. مما يحقق ما يعرف بـ "التعلم الواقعى والحقيقى" لأى نشاط تعليميى. 2 – تحقيق مبدأ "علانية العمل" Work Publicity خلق آلية سهلة للطلاب (وأيضاً للأساتذة) تمكنهم من نشر أعمالهم وابتكاراتهم وجعلها عامة للجميع واستطلاع آراء الآخرين فى تقييم هذه الأعمال. وكما هو معروف أن مبدأ "علانية العمل" يؤدى إلى خلق قوة ذاتية تؤدى إلى تحسين المحاولة واحترام الذات.

3 – نشر المواد التعليمية المتعددة الوسائط Distribution of Multimedia Materials إمكانية خلق وتوزيع ونشر المواد المتعددة الوسائط (الصور الفوتوغرافية، الصوت، قصاصات الأفلام السينمائية والفيديو بالإضافة إلى النصوص المكتوبة). وعلى الرغم من أن أقراص الليزر المدمجة (CD) تؤدى نفس الغرض إلا أن أقراص الليزر تحتاج إلى وسيط مادى يتطلب أجهزة معينة لاتمام عمليات التخزين والحفظ. 4 – ابتكار مفاهيم جديدة للتعلم New Kinds of Learning Experiences من أهم إيجابيات شبكة ويب ابتكار أنواع جديدة من التعلم بالاختبار والتجارب. فعند قيام الطالب بعمل تقرير أو اعداد بحث مرجعى عن موضوع معين نجد أن شبكة ويب تتيح للطالب الحصول على العديد من المقالات والمراجع عن هذا الموضوع من أماكن ومصادر بحثية متنوعة الخبرات والتجارب.

Conferences

Tearing Down Boundaries - Introduction and integration of ODL and elearning solution - Electronic education supported by research - Training of elearning professionals Opening The Systems - Policies, strategies and scenarios - National case studies - Examples of the Swedish practice - The US Open and Distance Learning Experience

Informal Arenas Of Learning Searching For Best Practice - Language education supported by ICT - Online learning environments and platforms - Meeting new demands – Institutional development case studies European Dimension and International Project Experience

The ComNEd themes: 1. Learning processes and ICT 2. Supporting autonomous learners 3. The changing role of the teacher 4. Creating the school of the future 5. School systems in a networked society 6. The social context of learning

* التحديات التى تواجه العملية التعليمية فى عصر العولمة * تحديات المحتوى التعليمى ما هو المحتوى التعليمى المناسب الذى يجب اختياره والذى يحقق جودة كل من المنتج والخدمة التعليمية؟ خلف هذا السؤال يوجد العديد من المشاكل التى تتناول موضوع على درجة كبيرة من الأهمية فى المحافل والمؤتمرات الدولية يطلق عليه “إدارة المعرفة” (Knowledge Management)

تحديات عمليات علوم أصول التدريس كيف ننجز عمليات وأساليب تدريسية حديثة وناجحة فى وجود وسائل وتكنولوجيات جديدة؟ وما هى الشروط والمتطلبات الأساسية؟ تحديات التنظيم وتشمل عمليات انتاج النماذج والوحدات التعليمية التى تؤدى إلى تنظيم ما يلى : تصنيف وتفصيل ونقل النماذج التعليمية وفقاً لطلب واحتياج الزبون (الشخصى المستفيد). التحكم وكفاءة عمليات التدريس والتعلم. وهنا مطلوب الإجابة على هذا السؤال ما هى مواصفات المعاهد والمؤسسات التى تستطيع تنفيذ هذه العمليات المختلفة ولمختلف أنواع الطلاب

تحديات تكنولوجيات الاتصالات والمعلومات ما هى أنواع نظم الحاسبات والشبكات ونظم الوسائط المتعددة التى يجب استخدامها لتحقيق الأهداف التالية 1 - دعم وتحقيق عمليات التعليم والتعلم المباشر (وجهاً لوجه) جنباً إلى جنب لعمليات التعليم والتعلم الغير مباشر (نمط التعليم عن بعد). 2 - تزويد كل من المدرسين والمتلقين أساسيات التفاعل الإيجابى والمكثف بقدر الإمكان 3 - تحقيق أساليب التعليم المعتمد على المجاميع وفرق العمل بالإضافة إلى مبدأ التعلم الذاتى

تحديات عمليات علوم أصول التدريس كيف ننجز عمليات وأساليب تدريسية حديثة وناجحة فى وجود وسائل وتكنولوجيات جديدة؟ وما هى الشروط والمتطلبات الأساسية. تحديات التنظيم وتشمل عمليات إنتاج النماذج والوحدات التعليمية التى تؤدى إلى تنظيم ما يلى : - تصنيف وتفصيل ونقل النماذج التعليمية وفقاً لطلب واحتياجات الزبون (الشخصى المستفيد) - التحكم وكفاءة عمليات التدريس والتعلم. وهنا مطلوب الإجابة على هذا السؤال ما هى مواصفات المعاهد والمؤسسات التى تستطيع تنفيذ هذه العمليات المختلفة ولمختلف أنواع الطلاب؟

القضايا المطروحة للمناقشة على الساحة العالمية فى خلال العشر سنوات القادمة: 1 - تجارب نجاح وفشل الجامعات الافتراضية الموجودة فى الفضاء المعرفى من خلال شبكة الانترنت الدولية. 2 - العلاقات بين عولمة عمليات الأعمال التجارية وعولمة التعليم العالى. 3 - التعليم العالى من منظور التعليم فى الوقت المناسب للمتعلم وفى مكان عمله. 4 - التعاون الدولى فى إنتاج وحدات نماذج التعليم وفى مجال تنظيم الدراسات الدولية على أساس أسلوب التعليم عن بعد (مشاكل الامتحانات عن بعد على سبيل المثال).

5 - التسويق الدولى للتعليم العالى (الوضع القانونى - إمكانيات الربح - معدلات النمو ….). 6 - الأدوار المستقبلية لوسطاء التعليم (سماسرة). 7 - الأدوار المستقبلية لمراكز المنافسة الافتراضية اللازمة لإدارة المعرفة وإنتاج المحتوى والمضمون التعليمى. 8 - الأدوار المستقبلية لشركات موفرى خدمات شبكات المعلومات التعليمية. 9 - التعليم العالى المدمج فى مفهوم التعلم طوال الحياة.

10 - تكامل عمليات إنتاج المحتوى التعليمى مع عمليات إدارة المعرفة (مثل عمليات: توزيع وتجميع واكتساب وتوليد واختيار المعرفة). 11 - التكاليف والفوائد من تطبيق تكنولوجيات الاتصالات والمعلومات فى عمليات التعليم العالى. 12 - الربط بين الأشكال الإلكترونية للتعليم العالى مع كل من المكتبات الإلكترونية وقواعد المعرفة الإلكترونية. 13 - التعليم العالى للطلاب فى مجال نظم المعلومات بهدف تأهيلهم للقيام بدور فعال وايجابى فى تطوير وتحديث هندسة نظم الاتصالات والمعلومات للتعليم العالى.

الهدف من التعليم العالى فى عصر المعرفة